Sur Mars, l’année de la surprise et de la découverte pour le rover et l’hélicoptère de la NASA

Il y a un an, le rover Perseverance de la NASA accélérait pour percuter Mars, approchant de sa destination après un voyage de 290 millions de milles et sept mois depuis la Terre.

Le 18 février de l’année dernière, le vaisseau spatial transportant la sonde a pénétré dans l’atmosphère martienne à une vitesse de 13 000 milles à l’heure. En seulement sept minutes – ce que les ingénieurs de la NASA appellent « sept minutes de terreur » – il a dû décoller Une série de manœuvres pour s’allonger en douceur persévérer en surfacee.

En raison de minutes de retards de communication radio interrompant le système solaire, les personnes qui se trouvaient au centre de contrôle de mission du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie n’étaient que des spectateurs ce jour-là. Si quelque chose tourne mal, ils n’auront pas le temps d’essayer de le réparer, et la mission de 2,7 milliards de dollars pour rechercher des preuves que quelque chose vivait sur la planète rouge se serait retrouvée dans un cratère fraîchement creusé.

Mais la persévérance a eu une excellente performance, Envoyez des séquences vidéo exaltantes à la maison dès qu’il atterrit. La NASA a ajouté à son groupe de robots explorant Mars.

« La voiture elle-même fonctionne très bien », a déclaré Jennifer Trosper, directrice du Perseverance Project.

Douze mois plus tard, la persistance est à l’intérieur Un cratère de 28 miles de large connu sous le nom de Jezero. D’après le terrain, il est clair qu’il y a plus de trois milliards d’années, Jezero était une masse d’eau à peu près de la taille du lac Tahoe, avec des rivières coulant d’ouest en est.

La première chose que Perseverance a faite a été de déployer l’Ingenuity, un petit hélicoptère robotique et la première machine volante de ce type à décoller sur une autre planète. Persévérance a également démontré une technologie pour générer de l’oxygène qui sera nécessaire lorsque les astronautes atteindront enfin Mars.

Le rover entreprit alors une déviation de ses plans d’exploration d’origine pour étudier le fond du cratère dans lequel il avait atterri. Il s’avère que les roches ne correspondent pas à ce que les scientifiques attendaient. J’ai rencontré des problèmes à plusieurs reprises lorsque j’ai essayé de collecter des noyaux de roche – des cylindres de la taille de bâtons de craie – qui seraient finalement ramenés sur Terre par une future mission. Les ingénieurs ont pu résoudre les problèmes et presque tout fonctionne bien.

« Ce fut une année très excitante et parfois stressante », a déclaré Joel Horowitz, professeur de sciences de la Terre à l’Université Stony Brook de New York, membre de l’équipe scientifique de la mission. « Le rythme de travail était absolument incroyable. »

Après des mois passés au crible du fond du cratère, l’équipe de la mission se prépare maintenant à se diriger vers l’événement scientifique principal : l’exploration d’un delta de rivière asséché le long du bord ouest de Jezero.

C’est là que les scientifiques s’attendent à trouver des roches sédimentaires susceptibles de contenir des découvertes massives, et peut-être même des signes de vie martienne ancienne – si une vie martienne ancienne est présente.

« Les deltas, du moins sur Terre, sont des environnements habitables », a déclaré Amy Williams, professeur de géologie à l’Université de Floride et membre de l’équipe scientifique Persévérance. « Il y a de l’eau. Il y a des sédiments actifs qui sont transportés d’une rivière à un lac. »

Ces sédiments peuvent capturer et retenir des particules de carbone associées à la vie. « C’est un excellent endroit pour chercher du carbone organique », a déclaré le Dr Williams. « Nous espérons donc que le carbone organique originaire de Mars sera concentré dans ces couches. »

Persévérance n’a jamais atterri à plus d’un mille du delta. Même de loin, la caméra aigle peut révéler les couches sédimentaires attendues. Il y avait aussi des rochers, certains de la taille de voitures, assis sur le delta, et des rochers qui se sont engouffrés dans le cratère.

« Tout cela raconte une belle histoire », a déclaré Jim Bell, scientifique planétaire à l’Arizona State University.

Les données confirment que ce que les images orbitales suggèrent est bien un delta fluvial et que l’histoire de l’eau ici est complexe. Les rochers, qui provenaient presque certainement des hauteurs environnantes, indiquent des périodes d’inondations violentes à Jezero.

Ce n’était pas seulement une sédimentation lente et douce du limon, du sable et de la boue », a déclaré le Dr Bell, qui est le chercheur principal des caméras avancées Perseverance montées sur mât.

Les responsables de la mission avaient initialement prévu de se diriger directement vers le delta depuis le site d’atterrissage. Mais le rover est descendu à un endroit où la route directe était obstruée par des dunes de sable qu’elle ne pouvait pas traverser.

Ils ont été étonnés par les formations géologiques du sud.

« Nous sommes arrivés à un endroit surprenant et nous en avons tiré le meilleur parti », a déclaré Kenneth Farley, géophysicien à Caltech, qui est le scientifique du projet à la tête de la recherche.

Étant donné que Jezero est un cratère qui était autrefois un lac, on aurait pu s’attendre à ce que son fond soit constitué de rochers formés à partir de sédiments qui se sont déposés au fond.

Mais à première vue, le manque de couches signifie « qu’il n’a pas l’air visiblement sédimentaire », a déclaré Catherine Stack-Morgan du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, scientifique adjointe du projet. En même temps, il n’y avait aucune indication claire qu’il était d’origine volcanique non plus.

A déclaré Nicholas Tosca, professeur de minéralogie et de pétrologie à l’Université de Cambridge en Angleterre et membre de l’équipe scientifique.

Alors que les scientifiques et les ingénieurs réfléchissaient à l’opportunité de faire le tour du nord ou du sud, l’équipe qui a construit un hélicoptère robotique appelé Ingenuity a expérimenté ses innovations.

L’hélicoptère était un ajout tardif à la mission et était censé servir de preuve de concept pour voler dans les airs ténus de Mars.

Le 18 avril de l’année dernière, Creativity est monté à une hauteur de 10 pieds, a plané pendant 30 secondes, puis est revenu au sol. Le vol a duré 39,1 secondes.

Au cours des semaines suivantes, Ingenuity a effectué quatre autres vols pour augmenter le temps, la vitesse et la vitesse.

Cela a permis d’éviter de perdre du temps à conduire jusqu’à des rochers inhabituels qui semblaient intéressants sur les photos en orbite.

« Nous avons envoyé l’hélicoptère et vu les photos, et cela ressemblait beaucoup à ce que nous étions », a déclaré Mme Trosper. « Nous avons donc choisi de ne pas conduire. »

L’hélicoptère continue de voler. Il vient de terminer son dix-neuvième vol et est toujours en pleine forme. Les batteries sont toujours en charge. L’hélicoptère a démontré sa capacité à voler par temps plus frais et plus mince pendant les mois d’hiver. Il a réussi à enlever la majeure partie de la poussière tombée dessus lors d’une tempête de poussière en janvier.

« Tout semble vert à tous les niveaux », a déclaré Theodore Tzanitos, qui dirige l’équipe d’innovation du JPL.

En explorant les rochers au sud du site d’atterrissage, les scientifiques ont résolu certains de leurs mystères lorsque le rover a utilisé ses forets pour percer des trous peu profonds dans deux d’entre eux.

« Oh mon Dieu, ça a l’air volcanique », a déclaré le Dr Stack Morgan, se souvenant de sa réaction. « Exactement ce que vous attendez d’une coulée de lave basaltique. »

Les instruments portés par Perseverance pour étudier les composants des roches martiennes peuvent prendre des mesures définies avec précision sur des parties de la roche aussi petites qu’un grain de sable. Les caméras sur le bras robotique peuvent prendre des photos en gros plan.

Ces observations ont révélé de gros grains d’olivine, un minéral igné qui peut s’accumuler au fond d’une grande coulée de lave. Des fractures ultérieures sont apparues entre des grains d’olivine remplis de carbonate, un minéral formé par des interactions avec l’eau.

On pense maintenant que le sol du cratère Jezero est la même roche ignée riche en olivine observée par des engins spatiaux en orbite dans la région. Il s’est peut-être formé avant que le cratère ne soit rempli d’eau.

Les sédiments du lac peuvent avoir recouvert les roches, l’eau s’infiltrant à travers les sédiments pour remplir les fractures de carbonate. Puis, lentement, en quelques milliards d’années, les vents ont emporté les sédiments.

Il est difficile pour les géologues sur Terre de comprendre que l’air raréfié sur Mars peut éroder beaucoup de roches.

« Vous ne pouvez pas trouver de paysages proches de ceux de la Terre », a déclaré le Dr Farley.

Le moment le plus troublant de la première année s’est produit lors de la collecte d’échantillons de roche. Pendant des décennies, les planétologues ont rêvé d’amener des morceaux de Mars sur Terre, où ils pourraient les étudier à l’aide d’équipements de pointe dans des laboratoires.

La persévérance est la première étape pour transformer ce rêve en réalité en creusant des noyaux de roche et en les scellant dans des tubes. Cependant, le rover n’a aucun moyen d’obtenir des échantillons de roche de Mars et de les ramener sur Terre ; qui attend Une autre mission connue sous le nom de retour de l’échantillon de MarsIl s’agit d’une collaboration entre la NASA et l’Agence spatiale européenne.

Lors du développement du foret à ténacité, les ingénieurs l’ont testé en utilisant une variété de roches broyées. mais alors Le premier rocher sur Mars, j’ai essayé de persévérer en creusant Il s’avère qu’elles sont différentes de toutes les roches de la Terre.

Les roches dans leur noyau se sont transformées en poussière lors du forage et ont glissé hors du tube. Après plusieurs succès, une autre tentative de fouille s’est heurtée à des problèmes. Le gravier est tombé du tube dans une partie inconfortable du rover – le cercle où les forets sont stockés – et il a fallu des semaines de dépannage pour nettoyer les débris.

« C’était passionnant, et pas nécessairement de la meilleure façon », a déclaré le Dr Stack Morgan. « Le reste de l’exploration s’est très bien passé. »

Persévérance déposera à un moment donné certains de ses échantillons de roche pour un rover lors de la mission de retour sur Mars. C’est pour empêcher le scénario cauchemardesque de la persévérance de mourir et il n’y a aucun moyen d’obtenir les pierres qu’il contient.

La vitesse maximale de Perseverance est à peu près la même que celle de Curiosity, le rover de la NASA a touché un autre cratère en 2012. Mais des programmes de conduite autonome améliorés lui permettent de parcourir de plus longues distances en un seul vol. Pour atteindre le delta, il faut persévérer pour rebrousser chemin jusqu’au site de débarquement puis emprunter un itinéraire autour des dunes au nord.

Il peut atteindre le delta fin mai ou début juin. La créativité essaiera de garder une longueur d’avance sur la persévérance.

L’hélicoptère vole plus vite que le rover ne peut rouler, mais après chaque vol, ses panneaux solaires doivent absorber la lumière du soleil pendant plusieurs jours pour recharger les batteries. La persévérance, renforcée par la chaleur d’une grande masse de plutonium, peut conduire jour après jour après jour.

Cependant, l’hélicoptère peut être en mesure de prendre un raccourci à travers les dunes.

« Nous prévoyons d’atteindre le delta », a déclaré M. Tzanitos. « Et nous discutons de ce qui se passe en dehors du delta du fleuve. »

Mais il a ajouté que chaque jour pourrait être le dernier jour de l’éclat, qui est conçu pour ne durer qu’un mois. « Vous espérez que vous avez la chance de continuer à voler, et nous continuerons cette séquence aussi longtemps que possible », a-t-il déclaré.

Une fois que Persévérance atteindra le delta, la découverte la plus excitante sera des images de ce qui semblait être des microfossiles. Dans ce cas, « nous devons commencer à nous demander si certaines boules de matière organique sont disposées dans une forme qui décrit la cellule », a déclaré la géobiologiste du MIT Tanya Bosak.

Il est peu probable que le persévérant verrait quoi que ce soit d’unique dans les restes d’un être vivant. C’est pourquoi il est si important de ramener les roches sur Terre pour un examen plus approfondi.

Le Dr Bossack n’a pas une opinion bien arrêtée quant à savoir s’il y a de la vie sur Mars.

« Nous essayons vraiment de nous lancer alors que nous avons très peu de connaissances », a-t-elle déclaré. « Nous n’avons aucune idée du moment où les processus chimiques se sont réunis pour former la première cellule. Alors peut-être que nous regardons quelque chose qui apprenait simplement à quoi ressemble la vie. »